الكربون المنشط هو مادة مسامية يجب حرقها في فراغ بدون أكسجين للحصول عليها . يتم الحصول على خصائص الكربون المنشط بسبب وجود العديد من المسام الدقيقة. نظرا لاستخدامه في إزالة المواد الكيميائية والعضوية والتلوث من البيئة، فإن إنتاج الكربون المنشط له أهمية خاصة. هناك طرق مختلفة لصنع الكربون المنشط. إن إنتاج الكربون المنشط مهم جداً لأن لهذه المادة استخدامات طبية وصناعية معينة. لذلك، تم اقتراح طرق مختلفة لصنع الكربون المنشط. وفيما يلي نتناول بعض خصائص الكربون المنشط وكيفية صناعة الكربون المنشط وتطبيقاته. الكربون النشط متوفر في السوق وسعر الكربون النشط يعتمد إلى حد كبير على الجودة والشركة التي تنتجه. يتم شراء وبيع وتصنيع الكربون المنشط من قبل العديد من الشركات والشركات المصنعة للمواد الكيميائية.
لقد قامت المجلة العلمية Jahan Chemi Physik بالفعل بدراسة الكربون المنشط وتطبيقاته. ابقوا معنا في متابعة هذا المقال للتعرف على كيفية صناعة الكربون المنشط.
حول الكربون المنشط وبنائه
يحتوي الكربون المنشط على هيكل يجعل هذه المادة ذات مساحة سطحية كبيرة مقارنة بحجمها. يحتوي الكربون النشط على شبكة مسامية ومجهرية. هذه الشبكة لديها عملية امتصاص سطحية. تتم عملية صنع الكربون النشط من مواد تحتوي على الكربون. في الواقع، يتم تحويل المواد المعتمدة على الكربون إلى كربون منشط تحت جو وضغط متحكم في الفرن ومن خلال عملية التعديل الفيزيائي والتحلل الحراري.
يمكن استخدام مواد مختلفة لصنع الكربون المنشط. يمكن استخدام مواد مثل الفحم والفحم النباتي والخشب وقشور جوز الهند وقشور الجوز وما إلى ذلك في إنتاج الكربون المنشط.
يعد تصنيع الكربون المنشط مهمًا جدًا نظرًا لخصائصه المختلفة في الامتزاز والتحفيز والكهروكيميائية. وفي استمرار لهذا المقال يحاول عالم الكيمياء الفيزيائية أن يعرفك على التطبيق وكيفية صنع الكربون المنشط. كن معنا.
أنواع الكربون المنشط
إذا قمت بزيارة سوق التجزئة وبيع الكربون النشط ، فسوف تدرك أن هناك أنواعًا مختلفة من الكربون النشط وبأسعار مختلفة في السوق. سبب تنوع أنواع الكربون النشط هو اختلاف المادة الخام والطريقة الصلبة للكربون النشط. غالبًا ما يتم تصنيع الكربونات التي يتم تحضيرها في المنزل من الفحم.
في الواقع، فإن المادة الخام الأولية قبل تنشيط الكربون قادرة على التأثير على الخواص الفيزيائية وكمية تنشيط الكربون. في بعض الأحيان يتم إنتاج إنتاج الكربون المنشط لأغراض خاصة. ولذلك يجب أن تكون المادة الخام لإنتاجه مناسبة.
صناعة مرشحات الكربون للهواء والماء هي أمثلة على استخدام الكربون النشط الذي يجب أن يستخدم فيه الكربون النشط عالي الجودة. ولذلك، لإنتاج الكربون المنشط لهذا الغرض، يتم وضع الفحم في بيئة مفرغة وتسخينه إلى 600-900 درجة مئوية. ثم يتم تعريض الكربون لمواد كيميائية مثل الأرجون والنيتروجين . يتم تسخين الكربون مرة أخرى عند درجة حرارة 900-1200 درجة مئوية ويتعرض للأكسجين والبخار. بهذه الطريقة، يتم إنشاء العديد من المسام الصغيرة في الكربون ويتم تصنيع الكربون المنشط.
المواد الخام لصنع الكربون المنشط
- استخدام الفحم
- تطبيق فحم الكوك البترولي
- استخدام البيتومين
- قطران الفحم
- استخدام مخلفات النباتات
- استخدام المخلفات الزراعية مثل: قشر الفاكهة، ونوى الفاكهة مثل نوى الزيتون، وغيرها.
- صنع الكربون النشط باستخدام قشرة جوز الهند
معظم الكربون المنشط المستخدم في صناعة المواد الكاشطة مصنوع من قشور جوز الهند. بالنسبة للصناعات غير الكاشطة، يمكن تصنيع الكربون النشط من قشر اللوز ونواة المشمش ونواة الخوخ وقشر الجوز. يحتوي الكربون المنشط الناتج عن هذه المواد على العديد من المسام الدقيقة ويستخدم لفصل المواد العضوية المخففة في الماء.
وتجدر الإشارة إلى أن ارتفاع عدد اليود في هذا النوع من الكربون النشط يشير إلى مساحة سطحية كبيرة وقدرة امتصاص عالية، وهو أمر ممتاز. إن تصنيع الكربون النشط بهذا النوع من المواد يحتوي على غبار أقل ويتمتع بمقاومة عالية ودرجة عالية من الصلابة.
تصنيع الكربون المنشط باستخدام الفحم البيتوميني
يحتوي هذا النوع من الكربون المنشط على نطاق واسع من المسامية بأحجام مختلفة. في الواقع، يتم تصنيع هذا النوع من الكربون المنشط بطريقة تحتوي على مسام كبيرة وصغيرة. يمكن استخدام هذا النوع من الكربون المنشط على نطاق واسع في إزالة الكلور وفصل مجموعة كبيرة من الملوثات العضوية وحتى جزيئات اللون الأكبر من الماء.
أسباب صنع الكربون المنشط
يمكن استخدام الكربون النشط كمرشح في مختلف الصناعات بسبب مسامه الدقيقة العديدة وقدرته على امتصاص المواد الكيميائية. يستخدم الفحم المنشط في أجهزة تنقية المياه لإزالة الكلور والطعم والطعم من الماء. يستخدم الكربون المنشط في الصناعات التالية.
- التطبيق في صناعات النفط والغاز والبتروكيماويات
- الدواء
- الصناعات العسكرية
- التطبيق في صناعة فلتر الكربون لأجهزة تنقية المياه
- فلتر لتنقية الهواء
- استخدامها في صناعة السيارات
كيفية صنع الكربون المنشط في المنزل
حتى لو لم يكن إنتاج الكربون المنشط صعبا، فإنه سيظل يتطلب الأدوات والمواد المناسبة لإنتاجه. فيما يلي الخطوات الأساسية لإنتاج الكربون المنشط.
بادئ ذي بدء، هناك حاجة إلى الخشب أو بعض الألياف النباتية الكثيفة للحرق. لهذا الغرض، يمكنك استخدام الخشب الصلب وجوز الهند وأي شيء مسامي ويحترق جيدًا. قبل الحرق، تأكد من أن المادة جافة قدر الإمكان.
ضعي المكونات في وعاء وغطيه. يمكن أن يكون لديك بعض فتحات التهوية فيه. لكن تدفق الأكسجين يجب أن يكون محدودا.
أشعل النار وضع القدر على النار. يجب أن تكون درجة الحرارة ساخنة بدرجة كافية لحرق محتويات الوعاء. في الواقع، يجب حرق كل شيء ما عدا الكربون. قد تستغرق هذه العملية ساعات. خلال هذا الوقت، سيخرج الدخان والغاز من الوعاء.
بمجرد أن يبرد الفحم، اغسله لإزالة الرماد وبقايا المواد الأخرى. ثم تحويل الفحم إلى مسحوق. يجب أن يكون الفحم مشبعًا بالمواد الكيميائية لزيادة حجم المسام. القطع الكبيرة جدًا تمنع تحقيق هذا الهدف. تأكدي من أن الفحم جاف تمامًا قبل خلط هذا الخليط مع أي شيء آخر.
المواد اللازمة لصناعة الكربون المنشط
في الخطوة التالية من صنع الكربون النشط محلي الصنع، هناك حاجة إلى مواد التبييض أو كلوريد الكالسيوم أو عصير الليمون. باستخدام هذه المواد، يمكن تصنيع الكربون النشط من الفحم. ومن بين هذه المواد الثلاث، يمكن أيضًا الحصول على كلوريد الكالسيوم من مصادر طبيعية. بشرط مراعاة بعض الإجراءات الأمنية الهامة.
ولصنع كلوريد الكالسيوم يجب أن يتم العمل في الهواء الطلق أو مع تهوية مناسبة. يعد استخدام النظارات وقفازات الأمان المقاومة للأحماض والمواد الكيميائية الأخرى وأجهزة الحماية الأخرى أيضًا جزءًا من ظروف الإنتاج. يمكن استخدام عصير الليمون بدلا من كلوريد الكالسيوم.
صب حمض الهيدروكلوريك في كوب واملأ ما يصل إلى ربع الحاوية. صب مسحوق كربونات الكالسيوم بحذر في حمض الهيدروكلوريك حتى يتوقف المحلول عن الغليان.
بعد انتهاء التفاعل، قم بتصفية المحلول ثم قم بتسخين المحلول لإزالة الماء الزائد. المسحوق المتبقي هو في الواقع كلوريد الكالسيوم. قم بخلط مسحوق الفحم من الخطوات السابقة مع 75% من الماء. صب كمية كافية من الخليط السابق في الفحم المسحوق حتى يتم تغطية الفحم بالكامل. اترك الفحم كما هو لمدة 24 ساعة. ثم قم بإفراغ السائل من الكربون وغسله لإزالة المواد الكيميائية المتبقية.
قم بعصر أكبر قدر ممكن من الماء. يجب أن يكون الفحم رطبًا حتى يتشبع تمامًا.
في النهاية، أعيدي الفحم إلى الوعاء المعدني واتركيه يطهى لمدة 3 ساعات تقريبًا. يجب أن تكون النار ساخنة بدرجة كافية لغلي الماء. ستكون درجة الحرارة هذه مناسبة لتحويل الفحم إلى كربون منشط.
فوائد صنع الكربون المنشط عن طريق الفم أو العصا
ويمكن استخدام هذا النوع من الكربون المنشط في الطب والعلاج. وبطبيعة الحال، كونه صالح للأكل لا يعني أنه يمكن إدراجه في وجبات الطعام. بل يمكن استخدامه للعلاج. ويمكن لهذه المادة القضاء على التسمم الناجم عن المعادن الثقيلة والزئبق والأمونيا عن طريق امتصاصها في الجسم.
صنع الكربون المنشط للتعرق
يتم أيضًا إنتاج الكربون المنشط الصالح للأكل من أجل التعرق. وتستخدم هذه المادة في صناعة المرشحات الخاصة بأجهزة التقطير وأجهزة استخلاص ماء الورد. كما تم إثبات خصائص الكربون المنشط في تنقية الهواء الملوث في المدن.
أهم سبب لصنع الكربون المنشط
- أحد الاستخدامات الأكثر عملية للكربون المنشط في الحياة اليومية هو تنقية المياه. تُستخدم أنظمة الفحم المنشط في أجهزة تنقية المياه المنزلية، وأجهزة تنقية المياه في المناطق الحضرية، ومرشحات أحواض السمك، ومعالجة مياه الصرف الصحي في المصانع الحديثة، وما إلى ذلك.
- تعمل بعض عمليات إنتاج الأدوية أيضًا من خلال خصائص تنقية الفحم المنشط.
- ويستخدم إنتاج الكربون النشط أيضًا في إعادة تدوير العناصر والمعادن الثمينة مثل الذهب.
- كما تستخدم هذه المواد في تصفية مصانع عصير الفواكه.
- وتستخدم خصائص الفحم المنشط في أنظمة تنقية الهواء وكذلك في جميع أنواع معطرات الجو.
- ويتم إنتاج الكربون النشط أيضًا لإزالة ألوان السكر غير المرغوب فيها.
آثار الكربون المنشط
يعتبر الكربون المنشط مادة آمنة ونادراً ما يكون لها آثار جانبية. لكن بعض الآثار الجانبية غير السارة لهذه المادة تشمل الغثيان والقيء والإمساك والبراز الأسود. يمكن أن يؤدي الكربون المنشط إلى تفاقم أعراض بعض الأمراض، مثل مرض وراثي نادر يصيب الجلد والأمعاء والجهاز العصبي.
يعتبر الفحم المنشط آمنًا بشكل عام للبالغين عند استخدامه عن طريق الفم على المدى القصير. الآثار الجانبية لاستخدام الكربون المنشط هي الإمساك والبراز الأسود.
تشمل الآثار الجانبية الخطيرة والنادرة تباطؤ الأمعاء أو انسدادها، وفشل الرئة ، والجفاف. من المحتمل أيضًا أن يكون الفحم المنشط آمنًا لدى معظم البالغين عند استخدامه على الجرح.
تكلفة وسعر صنع الكربون المنشط
يمكن أن يعتمد سعر تصنيع الكربون المنشط على أنواعه. هناك أنواع مختلفة من الكربون المنشط مثل المسحوق والحبيبات والقضبان. ولكل نوع من هذه الأنواع خطوات تصنيعية محددة وله استخدام خاص في الصناعات المختلفة. ولذلك فإن سعر صنع الكربون المنشط سيكون مختلفا باختلاف أنواعه.
بيع وشراء الكربون المنشط
يتم شراء وبيع وتصنيع الكربون المنشط من قبل العديد من الشركات الإيرانية والأجنبية. كما اكتسبت هذه المادة العديد من المعجبين لأنها صديقة للبيئة. وقد أدى استخدام الكربون المنشط في مختلف الصناعات إلى تعزيز عمليات الشراء والبيع. يتم شراء وبيع هذه المواد عبر الإنترنت وشخصيًا. أصبحت المتاجر عبر الإنترنت اليوم جاهزة لتوصيل المنتج المطلوب إلى المستهلك في المنزل.
الكلمة الأخيرة
يتم إنتاج الكربون المنشط، مثل المركبات الأخرى والمواد الكيميائية الأخرى، بتكلفة. ولذلك يجب الحرص على استخدامه الصحيح. تجنب ابتلاع هذه المادة لأنها قادرة على امتصاص المركبات المفيدة للجسم. استخدم دائمًا القفازات والأقنعة عند التعامل مع المواد الكيميائية. انضم إلينا في المجلة العلمية Jahan Chemi Physik لتتعرف على العديد من المركبات الصناعية والكيميائية المستخدمة على نطاق واسع.